Файл: Учебное пособие Иваново 2018.pdf

21
ситуации, определяются перспективы спроса на планируемые изделия. Эти функции возложены на систему CRM.
Функции обучения обслуживающего персонала выполняют интерактивные электронные технические руководства IETM (Interactive
Electronic Technical Manuals). С их помощью выполняются диагностические операции, поиск отказавших компонентов, заказ дополнительных запасных деталей и некоторые другие операции на этапе эксплуатации систем.
Управление данными в едином информационном пространстве на протяжении всех этапов жизненного цикла изделий возлагается на систему управления жизненным циклов продукции PLM (Product Lifecycle Management).
Характерная особенность PLM – обеспечение взаимодействия различных автоматизированных систем многих предприятий, т.е. технологии PLM
(включая технологии
CPC) являются основой, интегрирующей информационное пространство, в котором функционируют САПР, ERP, PDM,
SCM, CRM и другие автоматизированные системы многих предприятий.
1.5. Понятие о CALS-технологии
CALS-технология (англ. Continuous Acquisition and Lifecycle Support — непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла изделий)
– это технология комплексной компьютеризации сфер промышленного производства, цель которой – унификация и стандартизация спецификаций промышленной продукции на всех этапах ее жизненного цикла.
Основные виды спецификаций представлены проектной, технологической, производственной, маркетинговой, эксплуатационной документацией. В CALS- системах предусмотрены хранение, обработка и передача информации в компьютерных средах, оперативный доступ к данным в нужное время и в нужном месте. Концептуальная модель CALS представлена на рис. 1.4.
Главная задача создания и внедрения CALS-технологий – обеспечение единообразного описания и интерпретации данных, независимо от места и времени их получения в общей системе, имеющей масштабы вплоть до

22
глобальных. Структура проектной, технологической и эксплуатационной документации, языки ее представления должны быть стандартизованными.
Тогда становится реальной успешная работа над общим проектом разных коллективов, разделенных во времени и пространстве и использующих разные
CAE/CAD/CAM-системы. Одна и та же конструкторская документация может быть использована многократно в разных проектах, а одна и та же технологическая документация адаптирована к разным производственным условиям, что позволяет существенно сократить и удешевить общий цикл проектирования и производства. Кроме того, упрощается эксплуатация систем.
Рис. 1.4. Концептуальная модель CALS
Применение CALS-технологий позволяет существенно сократить объемы проектных работ, так как описания многих составных частей оборудования, машин и систем, проектировавшихся ранее, хранятся в базах данных сетевых серверов, доступных любому пользователю технологии CALS. Существенно облегчается решение проблем ремонтопригодности, интеграции продукции в
НИР и маркетинг
Проекти- рование
Производ- ство
Эксплуа- тация
Реализа- ция
Жизненный цикл изделия
Базовые CALS-принципы
Базовые технологии управления данными
Базовые технологии управления процессами
Интегрированная информационная среда

23
различного рода системы и среды, адаптации к меняющимся условиям эксплуатации, специализации проектных организаций и т.п. Ожидается, что успех на рынке сложной технической продукции будет немыслим вне технологии CALS.
Развитие CALS-технологии в перспективе должно привести к появлению так называемых виртуальных производств, при которых процесс создания спецификаций с информацией для программно управляемого технологического оборудования, достаточной для изготовления изделия, может быть распределен во времени и пространстве между многими организационно автономными проектными студиями. Среди несомненных достижений CALS-технологии следует отметить легкость распространения передовых проектных решений, возможность многократного воспроизведения частей проекта в новых разработках и др.
Для обеспечения информационной интеграции CALS использует стандарты IGES и STEP в качестве форматов данных. В CALS входят также стандарты электронного обмена данными, электронной технической документации и руководства для усовершенствования процессов.

24
2. Цели и задачи САПР
Средства автоматизации проектирования имеют своей задачей повышение эффективности труда инженеров. В области автоматизации инженерного труда имеется основное производство, связанное с разработкой конструкторских и технологических проектов, а также планов управления, и вспомогательное производство, связанное с созданием и сопровождением собственно программных средств. В этой связи цели компьютеризации инженерной деятельности следует разбить на две группы: основные и вспомогательные.

25
документации, без учета ожиданий по организационно-техническим причинам.
Как следует из диаграммы, для сокращения трудоемкости необходимо располагать средствами автоматизации оформления графической и текстовой документации, средствами информационной поддержки и автоматизации принятия решений.
Длительность циклаизмеряется календарным временем от получения задания до его завершения с учетом всех ожиданий по организационно- техническим причинам. Сокращение длительности цикла «проектирование – изготовление» обеспечивается с помощью средств совмещенного проектирования и виртуальных бюро.
Концепция виртуального бюропоявилась относительно недавно.
Виртуальное бюро представляет собой организационно-техническую структуру, способную обеспечивать совместную работу бригады специалистов, разнесенных географически и во времени, чье объединение может носить временный характер. Виртуальное бюро может быть распределено в нескольких местах, которые могут находиться в различных странах и даже континентах и включать участников из разных временных поясов. Бригады специалистов объединяются в виртуальное бюро с целью создания новых изделий. Концепция виртуального бюро возникла в ответ на потребности развития современной глобальной рыночной экономики и новых возможностей высокоэффективных информационных технологий.
Сокращение себестоимости проектирования достигается за счет использования ранее созданных и унифицированных проектных и конструкторских решений, которые могут быть собраны в библиотеки и базы знаний. Таким же образом обеспечивается создание вариантов и модификаций изделий.
Улучшение качества результатов проектирования относится к основным целям компьютеризации инженерной деятельности и связано с необходимостью достижения уровня лучших образцов в классе проектируемых объектов. Улучшение качества проектов достигается использованием

26
автоматизированного поискового и многовариантного проектирования, применением математических методов оптимизации параметров и структуры объектов и процессов.
Унификация проектных решений выполняется за счет адаптированных к условиям каждого предприятия баз данных и знаний.
Стратегическое проектирование – это метод создания и ведения долгосрочных проектных программ, начинающихся с разработки базового изделия, которое затем подвергается постепенным модификациям и усовершенствованиям с целью удовлетворения текущих и учета будущих требований пользователей в течение длительного периода времени. Сущность стратегического проектирования заключается в постоянном отборе и оценке концепций (прежде всего определяющих архитектуру и технологии изготовления) с целью поиска решений, обеспечивающих наилучшее удовлетворение краткосрочных и долгосрочных требований потребителей.
Основная цель – обойти коммерческие и (или) технологические тупики в процессе быстрых изменений условий и технологий на рынке.
К затратам на натурное моделирование относят затраты на проектирование и изготовление макетных образцов изделий и их узлов, их испытания на стендах, в аэродинамических трубах и т. д. Сокращение этих затрат может быть достигнуто за счет его полной или частичной замены математическим моделированием.
К вспомогательным целямавтоматизации проектирования относятся сокращение трудоемкости разработки программных средств, трудозатрат на их адаптацию к условиям эксплуатации при внедрении, а также их сопровождения, то есть ее модификации, обусловленной необходимостью устранения выявленных ошибок и (или) изменения функциональных возможностей (табл.
2.2).
Средством сокращения трудоемкости адаптации систем к условиям эксплуатации на конкретном предприятии с учетом стандартов этого предприятия, а так же традиций и принципов принятия проектных решений

27
являются системы управления базами данных и знаний, ориентированные на конечного пользователя. Это означает, что упомянутые системы должны быть оснащены средствами описания и манипулирования данных, доступными пользователю без навыков программирования.
Таблица 2.2
Вспомогательные цели автоматизации проектирования
Методы достижения целей
Сокращение трудоемкости разработки
Использование инструментальной среды
Мобильность инструментальной среды
Сокращение трудоемкости адаптации к условиям эксплуатации
Использование баз данных и знаний, ориентированных на пользователя
Сокращение трудоемкости сопровождения
Модульность баз данных и знаний
Открытость и модернизируемость баз данных и знаний

28
3. Классификация САПР
Принципы классификации и основные классификационные признаки
САПР регламентированы ГОСТ 23501.108-85 «Системы автоматизированного проектирования. Классификация и обозначение». В соответствии со стандартом
САПР характеризуют по следующим признакам: тип объекта проектирования; разновидность объекта проектирования; сложность объекта проектирования; уровень автоматизации проектирования; комплексность автоматизации проектирования; характер выпускаемых проектных документов; количество выпускаемых проектных документов; число уровней в структуре технического обеспечения САПР.
По типу объекта проектирования САПР делятся на:
1) САПР изделий машиностроения;
2) САПР изделий приборостроения;
3) САПР технологических процессов в машиностроении и приборостроении;
4) САПР объектов строительства;
5) САПР технологических процессов в строительстве;
6) САПР программных изделий;
7) САПР организационных систем.
Для разновидностей объектов проектирования стандарт не устанавливает специальных обозначений, их следует определять по действующим отраслевым классификаторам.
По сложности объектов проектирования выделяют САПР следующих типов:
1) САПР простых объектов (число составных частей до 100, например, технологическая оснастка, редуктор и т.п.);
2) САПР объектов средней сложности (число составных частей от 100 до 1000, например металлорежущие станки, приборы и т.п.);
3) САПР сложных объектов (число составных частей от 10 3
до 10 4
, например тракторы, автомашины и т.п.);

29 4) САПР очень сложных объектов (число составных частей от 10 4
до 10 6
, например самолет, ЭВМ и т.п.);
5) САПР объектов очень высокой сложности (число составных частей свыше
10 6
).
По уровню автоматизации проектирования САПР классифицируются:
1) системы низкоавтоматизированного проектирования (до 25% проектных процедур автоматизировано);
2) системы среднеавтоматизированного проектирования
(уровень автоматизации проектирования составляет от 25 до 50%);
3) системы высокоавтоматизированного проектирования
(уровень автоматизации проектирования составляет от 50 до 75%).
По уровню комплексности автоматизации проектирования различают
САПР:
1) одноэтапные (выполняют один этап проектирования из всех установленных для объекта, проектируемого системой);
2) многоэтапные (выполняют несколько этапов);
3) комплексные (выполняют весь процесс создания изделия).
По числу выпускаемых проектом документов различают:
1) САПР низкой производительности (100–10 000 проектных документов в пересчете на формат А4 за год);
2) САПР средней производительности (10 000–100 000);
3) САПР высокой производительности (100 000 и выше).
По количеству уровней в структуре технического обеспечения:
1) одноуровневая САПР (система, построенная на основе средней или большой
ЭВМ со штатным набором периферийных устройств, включая средства обработки графической информации);
2) двухуровневая САПР (система, построенная на основе средней или большой
ЭВМ и взаимосвязанных с ней одного или нескольких автоматизированных рабочих мест (АРМ), имеющих собственную ЭВМ);